ТЕПЛОИЗОЛИРОВАННЫЙ ГЕРМЕТИЧНЫЙ РЕЗЕРВУАР Российский патент 2023 года по МПК F17C13/08 B63B25/16 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Изобретение относится к области герметичных и теплоизолированных резервуаров с мембранами. В частности, изобретение в особенности относится к области резервуаров для хранения и/или транспортировки сжиженного газа при низкой температуре, таких как резервуары для транспортировки сжиженного нефтяного газа (также называемого ЛНГ), который имеет, например, температуру между –50°C и 0°C, или для транспортировки сжиженного природного газа (ЛПГ) при температуре приблизительно –162°C при атмосферном давлении. Эти резервуары могут быть установлены на берегу или на плавучей конструкции. В случае плавучей конструкции резервуар может быть предназначен для транспортировки сжиженного газа или для приёма сжиженного газа в качестве топлива для приведения в движение плавучей конструкции.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Герметичные и теплоизолированные резервуары известны, например, из документа WO2016/001142. Такой резервуар расположен в несущей стенке, например, корпусе судна, и прикреплён к ней. Герметичный и теплоизолированный резервуар содержит конструкцию с множеством слоёв, наложенных друг на друга в направлении толщины, содержащих герметизирующую мембрану и теплоизолирующий барьер, расположенный между герметизирующей мембраной и несущей стенкой.

[0003] Для того, чтобы максимизировать рабочую эффективность такого резервуара, желательно оптимизировать полезный объем груза, который может быть погружен в резервуар и выгружен из резервуара. Использование разгрузочного насоса, откачивающего жидкость вверх из резервуара, требует поддержания определённой высоты жидкости на дне резервуара, без чего откачивающий элемент насоса вступает в контакт с газообразной фазой, что опустошает и/или разрушает насос. По этой причине на практике известно производство конструкции отстойника на нижней стенке такого резервуара, которая локально прерывает герметизирующую мембрану, причем конструкция отстойника содержит контейнер, вдавленный через нижнюю стенку резервуара, так, что жидкость в контейнере находится на самом низком уровне резервуара. В связи с этим, разгрузочный насос размещён в такой конструкции отстойника, что позволяет максимизировать рабочую эффективность резервуара.

[0004] В связи с этим, герметизирующая мембрана герметично приварена к конструкции отстойника для того, чтобы образовывать герметичную непрерывность резервуара в отстойнике.

[0005] В случае, если герметизирующая мембрана содержит гофры, гофры могут быть деформированы для компенсации теплового сжатия или расширения герметизирующей мембраны. Однако герметизирующая мембрана, которая прикреплена к конструкции отстойника, также должна иметь способность деформироваться в этой зоне.

[0006] Эта проблема также относится ко всем полым конструкциям, проходящим через стенку резервуара, таким как газовый купол или опорная конструкция погрузочно-разгрузочных стрел.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Одна идея, на которой основано изобретение, заключается в улучшении крепления герметизирующей мембраны к полой жёсткой конструкции и, в частности, конструкции отстойника, паровому коллектору или опоре.

[0008] Согласно одному варианту осуществления изобретение обеспечивает герметичный и теплоизолированный резервуар для хранения сжиженного газа, причем резервуар содержит стенку резервуара, прикреплённую к несущей стенке, стенка резервуара содержит конструкцию с множеством слоёв, наложенных друг на друга в направлении толщины, включающих в себя по меньшей мере одну герметизирующую мембрану и по меньшей мере один теплоизолирующий барьер, расположенный между несущей стенкой и герметизирующей мембраной,

герметизирующая мембрана содержит множество гофрированных металлических листов, герметично приваренных друг к другу,

теплоизолирующий барьер содержит множество расположенных рядом изоляционных панелей, каждая из которых имеет внутреннюю поверхность, которая образует опорную поверхность для герметизирующей мембраны, причём герметизирующая мембрана и теплоизолирующий барьер прерываются в отдельной зоне проёмом,

металлические крепёжные пластины закреплены на внутренних поверхностях изоляционных панелей, а гофрированные металлические листы имеют края, приваренные к крепёжным пластинам, для удержания герметизирующей мембраны на опорной поверхности,

причём резервуар содержит полую конструкцию, вставленную в проем, и полая конструкция расположена по всей толщине стенки резервуара,

резервуар содержит металлическую закрывающую пластину, и металлическая закрывающая пластина содержит внутренний край, приваренный вокруг всей полой конструкции, причём металлическая закрывающая пластина содержит внешний край, размещённый под герметизирующей мембраной так, чтобы образовывать зону перекрытия,

и металлическая закрывающая пластина герметично сварена с герметизирующей мембраной в зоне перекрытия, и металлическая закрывающая пластина остаётся свободной относительно теплоизолирующего барьера.

[0009] Благодаря этим признакам металлическая закрывающая пластина позволяет производить герметичное соединение между герметизирующей мембраной и полой конструкцией. Кроме того, за счёт того, что металлическая закрывающая пластина остаётся свободной относительно теплоизолирующего барьера, становится возможным не закреплять гофры вблизи полой конструкции во множестве зон крепления близко друг к другу. Таким образом, гофры могут деформироваться и поглощать тепловое расширение и сжатие стенки резервуара.

[0010] Согласно вариантам осуществления такой резервуар может содержать один или более из следующих признаков.

[0011] Согласно одному варианту осуществления стенка резервуара представляет собой нижнюю стенку резервуара.

[0012] Согласно одному варианту осуществления стенка резервуара представляет собой потолочную стенку резервуара.

[0013] Согласно одному варианту осуществления закрывающая пластина содержит по меньшей мере два участка, приваренных друг к другу внахлёст, предпочтительно точно два участка.

[0014] Согласно одному варианту осуществления резервуар содержит не свариваемое теплозащитное покрытие, расположенное между металлической закрывающей пластиной и теплоизолирующим барьером по меньшей мере в зоне, где герметизирующая мембрана покрывает закрывающую пластину, чтобы избежать разрушения внутренней поверхности изоляционных панелей вследствие выполнения сварного шва между металлической закрывающей пластиной и герметизирующей мембраной.

[0015] Благодаря этим признакам теплозащитное покрытие, защищая изоляционные панели от температур сварки, позволяет предотвращать образование какого-либо случайного сварного шва между металлической закрывающей панелью и теплоизолирующим барьером.

[0016] Согласно одному варианту осуществления полая конструкция содержит жёсткий кожух и кромку, выступающую наружу вокруг всего жёсткого кожуха. Согласно вариантам осуществления, жёсткий кожух может образовывать паровой коллектор, в частности, в потолочной стенке резервуара, или опорное основание для разгрузочного насоса, в частности, в нижней стенке резервуара.

[0017] Согласно одному варианту осуществления внутренний край металлической закрывающей пластины приварен к кромке жёсткого кожуха вокруг всего жёсткого кожуха.

[0018] Согласно одному варианту осуществления полая конструкция содержит жёсткий контейнер, содержащий боковую стенку и кромку, выступающую наружу из контейнера вокруг всей боковой стенки.

[0019] Согласно одному варианту осуществления внутренний край металлической закрывающей пластины приварен к кромке контейнера вокруг всей боковой стенки контейнера.

[0020] Согласно вариантам осуществления полая конструкция образует часть конструкции отстойника или газового купола, или даже опорной конструкции для погрузочно-разгрузочных стрел.

[0021] Согласно одному варианту осуществления контейнер или жёсткий кожух имеет цилиндрическую форму, проём герметизирующей мембраны имеет квадратную форму, и причём закрывающая пластина имеет квадратную форму с размером стороны закрывающей пластины, превышающим размер стороны проёма, причём закрывающая пластина содержит отверстие, образованное для дополнения формы контейнера или жёсткого кожуха.

[0022] Согласно одному варианту осуществления в зоне резервуара в стороне от отдельной зоны герметизирующая мембрана имеет первую последовательность равноудалённых параллельных прямолинейных гофров, протяжённых в первом направлении плоскости несущей стенки, и вторую последовательность равноудалённых параллельных прямолинейных гофров, протяжённых во втором направлении плоскости несущей стенки, причём второе направление находится под прямыми углами к первому направлению, а расстояние между двумя смежными гофрами первой последовательности и расстояние между двумя смежными гофрами второй последовательности равны заранее определённому интервалу гофр.

[0023] Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере один, несколько или все гофрированные металлические листы имеют прямоугольные формы, чьи стороны параллельны соответственно первому направлению и второму направлению плоскости несущей стенки и чьи размеры по существу равны целым числам, кратным заранее определённому интервалу гофр, причём по меньшей мере один или каждый край гофрированного металлического листа расположен между двумя смежными гофрами, параллельными упомянутому краю.

[0024] Согласно одному варианту осуществления закрывающая пластина ориентирована так, чтобы иметь одну сторону, параллельную первому направлению, и другую сторону, параллельную второму направлению, причём каждая сторона имеет размер меньше или равный 3 заранее определённым интервалам гофр, предпочтительно равный 3 заранее определённым интервалам гофр, и причём закрывающая пластина прерывает по меньшей мере один гофр, предпочтительно два гофра, герметизирующей мембраны в первом направлении, и по меньшей мере один гофр, предпочтительно два гофра, герметизирующей мембраны во втором направлении.

[0025] Согласно одному варианту осуществления в отдельной зоне гофр, непосредственно смежный с гофром, прерываемым закрывающей пластиной, имеет особый участок, который смещён на некоторое расстояние от закрывающей пластины относительно направляющей указанного гофра за пределы особой зоны для того, чтобы не прерываться закрывающей пластиной.

[0026] Таким образом, отклонение определенных гофров для того, чтобы избегать прерывания закрывающей пластиной, позволяет оптимизировать гибкость герметизирующей мембраны, в частности, для деформации при тепловом сжатии или расширении.

[0027] Согласно одному варианту осуществления герметизирующая мембрана содержит по обе стороны от закрывающей пластины в первом направлении два прямоугольных гофрированных металлических листа с вырезами, имеющих размер, равный 1 заранее определённому интервалу гофр в первом направлении и 7 заранее определённым интервалам гофр во втором направлении, причём упомянутые листы с вырезами симметричны друг другу относительно оси симметрии, параллельной второму направлению, проходящему через центр проёма, и причем каждый лист с вырезом содержит внутренний край, приваренный к закрывающей пластине и содержащий вырез, образованный, чтобы избежать вырезания проёма, причём упомянутый вырез имеет размер, равный 1 заранее определённому интервалу гофр в первом направлении и размер, равный 3 заранее определённым интервалам гофр во втором направлении для того, чтобы внутренний край с вырезом проходил вдоль проёма.

[0028] Таким образом, листы с вырезами позволяют соответствовать форме закрывающей пластины для того, чтобы образовывать оптимальную непрерывность с мембраной.

[0029] Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере один или каждый из листов с вырезами содержит внешний край, противоположный внутреннему краю с вырезом в первом направлении, причём внешний край приварен к смежному гофрированному металлическому листу внахлёст и причём в сварном шве внешнего края листа с вырезом со смежным гофрированным металлическим листом резервуар содержит не свариваемое теплозащитное покрытие на теплоизолирующем барьере.

[0030] Посредством этих признаков и таким же образом, что и в перекрытии между закрывающей пластиной и герметизирующей мембраной, теплозащитное покрытие, защищая изоляционные панели от температур сварки, позволяет предотвращать образование какого-либо случайного сварного шва между металлическим листом с вырезом и смежным гофрированном металлическим листом.

[0031] Согласно одному варианту осуществления теплозащитное покрытие изготовлено из композитного материала, содержащего по меньшей мере один слой стекловолокна, прикреплённого, предпочтительно пришитого, к алюминиевому листу.

[0032] Согласно одному варианту осуществления герметизирующая мембрана представляет собой основную герметизирующую мембрану, теплоизолирующий барьер представляет собой основной теплоизолирующий барьер, а изоляционные панели представляют собой основные изоляционные панели, причём стенка резервуара содержит вспомогательный теплоизолирующий барьер, расположенный на несущей стенке, и также содержит вспомогательную герметизирующую мембрану, расположенную между вспомогательным теплоизолирующим барьером и основным теплоизолирующим барьером, причём вспомогательная герметизирующая мембрана и вспомогательный теплоизолирующий барьер прерываются в отдельной зоне проёмом.

[0033] Согласно одному варианту осуществления контейнер представляет собой основной контейнер, кромка представляет собой первую кромку, а конструкция отстойника содержит жёсткий вспомогательный контейнер, окружающий основной контейнер, так, что нижняя часть основного контейнера расположена во вспомогательном контейнере, причём вспомогательный контейнер содержит боковую стенку и вторую кромку, выступающую наружу из вспомогательного контейнера вокруг всей боковой стенки вспомогательного контейнера, причём вторая кромка вспомогательного контейнера протяжена в плоскости, совпадающей с плоскостью, образованной вспомогательной герметизирующей мембраной, и вторая кромка выполнена с возможностью герметичного крепления к вспомогательной герметизирующей мембране.

[0034] Согласно одному варианту осуществления основной теплоизолирующий барьер содержит множество уменьшающих напряжение прорезей, расположенных на одной линии с гофрами основной герметизирующей мембраны и выполненных так, чтобы позволять основной герметизирующей мембране деформироваться, не создавая напряжения на основном теплоизолирующем барьере.

[0035] Согласно одному варианту осуществления в отдельной зоне вспомогательный теплоизолирующий барьер и вспомогательный контейнер конструкции отстойника отделены друг от друга регулировочной трубой, и причём основной теплоизолирующий барьер содержит уменьшающие напряжение прорези, по меньшей мере некоторые из уменьшающих напряжение прорезей основного теплоизолирующего барьера прерываются в отдельной зоне на одной линии с регулировочной трубой, в частности, прерываются в зоне, где гофр основной герметизирующей мембраны покрывает регулировочную трубу.

[0036] Согласно одному варианту осуществления герметизирующая мембрана, одна из герметизирующих мембран или герметизирующие мембраны изготовлены из металла из числа нержавеющей стали, алюминия, Invar®: другими словами, сплава железа и никеля, коэффициент расширения которого обычно составляет от 1,2 x 10-6 до 2 x 10-6 K-1, или сплава железа с высоким содержанием марганца, коэффициент расширения которого составляет порядка 7-9 x 10-6 K-1.

[0037] Согласно одному варианту осуществления полая конструкция содержит по меньшей мере одно крепёжное средство, расположенное с возможностью крепления жёсткого кожуха или контейнера, или второго контейнера к несущей стенке в точке крепления боковой стенки.

[0038] Согласно одному варианту осуществления по меньшей мере одно крепёжное средство выполнено с возможностью обеспечения относительного смещения боковой стенки контейнера или жёсткого кожуха относительно несущей стенки в поперечном направлении под прямыми углами к боковой стенке в точке крепления контейнера или жёсткого кожуха, причём относительное смещение превышает 1 мм, например, составляет между 1 и 5 мм.

[0039] Согласно одному варианту осуществления полая конструкция содержит множество крепёжных средств, распределённых равномерно или неравномерно по периферии контейнера или жёсткого кожуха, например, три или четыре крепёжных средства.

[0040] Такой резервуар может образовывать часть береговой установки для хранения, например, для хранения ЛПГ или может быть установлен в плавучей, прибрежной или глубоководной конструкции, в частности, в танкере-метановозе, плавучей установке для хранения и регазификации (FSRU), плавучей прибрежной установке для добычи и хранения (FPSO) и т.п. Такой резервуар также может служить в качестве топливного резервуара на любом типе судна.

[0041] Согласно одному варианту осуществления судно для транспортировки холодного жидкого продукта содержит двойной корпус и вышеупомянутый резервуар, расположенный в двойном корпусе.

[0042] Согласно одному варианту осуществления изобретение также предлагает систему транспортировки холодного жидкого продукта, причём система содержит вышеупомянутое судно, изолированные трубопроводы так, чтобы связывать резервуар, установленный в корпусе судна, с плавучей или береговой установкой для хранения, и насос для приведения в движение потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучей или береговой установки для хранения в резервуар судна или в плавучую или береговую установку для хранения из резервуара судна.

[0043] Согласно одному варианту осуществления изобретение также предлагает способ загрузки или разгрузки такого судна, в котором холодный жидкий продукт транспортируют по изолированным трубопроводам из плавучей или береговой установки для хранения в резервуар судна или в плавучую или береговую установку для хранения из резервуара судна.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

[0044] Изобретение будет лучше понято, и его другие цели, детали, признаки и преимущества станут более очевидными из следующего описания некоторых особых вариантов осуществления изобретения, приведенных исключительно иллюстративным и неограничивающим образом со ссылкой на приложенные чертежи.

[0045] Фиг. 1 представляет схематичный вид в поперечном сечении конструкции отстойника, включённой в нижнюю стенку резервуара, по линии I-I на фиг. 5.

[0046] Фиг. 2 представляет вид сверху нижней стенки резервуара, где основная герметизирующая мембрана и конструкция отстойника были исключены.

[0047] Фиг. 3 представляет вид сверху нижней стенки резервуара, где основная герметизирующая мембрана была исключена.

[0048] Фиг. 4 представляет местный вид в поперечном сечении нижней стенки резервуара по линии IV-IV на фиг. 3.

[0049] Фиг 5 представляет вид сверху нижней стенки резервуара, показывающий более широкую зону, чем на фигурах 2 и 3.

[0050] Фиг. 6 представляет схематическое изображение в разрезе танкера-метановоза и погрузочно-разгрузочного терминала для этого резервуара.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0051] В описании ниже будет описан герметичный и теплоизолированный резервуар 71, который содержит конструкцию 9 отстойника, которая может быть применена в нижней стенке 2 резервуара для хранения и/или транспортировки ЛПГ. Нижняя стенка 2 обозначает стенку 2, предпочтительно в общем плоскую, расположенную на дне резервуара относительно гравитационного поля Земли. Более того, общая геометрия резервуара может относиться к разным типам. Многогранные геометрические формы являются наиболее распространёнными.

[0052] Как видно на фиг. 1, стенка 2 резервуара установлена на несущей стенке 1, изготовленной, например, из толстого стального листа, такой как внутренний корпус судна 70 с двойным корпусом. Стенка 2 резервуара имеет многослойную конструкцию, включающую в себя последовательно вспомогательный теплоизолирующий барьер 6, прикреплённый к несущей стенке 1, например, с валиками мастики, вставленными между ними, вспомогательную герметизирующую мембрану 5, поддерживаемую вторым теплоизолирующим барьером 6, основной теплоизолирующий барьер 4, покрывающий вспомогательную герметизирующую мембрану 5, и основную герметизирующую мембрану 3, поддерживаемую основным теплоизолирующим барьером 4. Основная герметизирующая мембрана 3 предназначена находиться в контакте с сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре 71.

[0053] Теплоизолирующие барьеры 4, 6 могут быть изготовлены множеством способов из множества материалов. Вспомогательный теплоизолирующий барьер 6 содержит множество вспомогательных изоляционных панелей 12, которые прикреплены к несущей стенке 1 посредством удерживающих устройств (не представлены), которые обычно известны. Основной теплоизолирующий барьер 4 также содержит множество основных изоляционных панелей 11, которые прикреплены к вспомогательным изоляционным панелям 12 или к несущей стенке 1 посредством удерживающих устройств (не представлены).

[0054] Изоляционные панели 11, 12 этих теплоизолирующих барьеров 4, 6 вместе образуют плоские опорные поверхности 13 для герметизирующих мембран 3, 5. Такие изоляционные панели 11, 12 произведены, например, из пенополиуретановых блоков. Такие изоляционные панели 11, 12 в форме пенополиуретановых блоков могут дополнительно содержать покрывную пластину и/или нижнюю пластину, например, изготовленную из фанеры.

[0055] В качестве примера такие резервуары описаны в патентных заявках WO14057221 и FR2691520.

[0056] Согласно одному варианту осуществления вспомогательная герметизирующая мембрана 5 образована из композитного материала, содержащего лист алюминия, зажатый между двумя листами из стеклоткани. Основная герметизирующая мембрана 3, в свою очередь, получена путём соединения вместе множества гофрированных металлических листов 8, приваренных друг к другу вдоль их краёв и содержащих гофры 9, 10, протяжённые в двух направлениях под прямыми углами, а именно первую последовательность гофров 9 и вторую последовательность гофров 10. Две последовательности гофров 9, 10 имеют периодическое равное или неравное расстояние. Металлические листы изготовлены, например, из листов нержавеющей стали или алюминия, которым придана форма путем сгибания или путём штампования.

[0057] Другие детали, касающиеся такой гофрированной металлической мембраны, описаны, в частности, в FR2861060.

[0058] В другом варианте осуществления вспомогательная герметизирующая мембрана 5 также может содержать непрерывный лист металлическими поясами обшивки с приподнятыми краями. Пояса обшивки приварены их приподнятыми краями к параллельным опорам для присоединения сваркой, которые закреплены в канавках, образованных на покрывных пластинах вспомогательных изоляционных панелей 7, 107. Пояса обшивки изготовлены, например, из Invar®: другими словами, сплава железа и никеля, чей коэффициент расширения обычно составляет от 1,2 x 10-6 до 2 x 10-6 K-1. Также возможно использование сплавов железа и марганца, чей коэффициент расширения обычно составляет порядка 7-9 x 10-6 K-1.

[0059] На фиг. 1 также показана конструкция 15 отстойника, вставленная в проём 7. Проём 7 прерывает герметизирующие мембраны 3, 5 и теплоизолирующие барьеры 4, 6 в отдельной зоне. Проём 7 имеет квадратную форму в основной герметизирующей мембране 3, при этом оно имеет круглую форму в теплоизолирующих барьерах 4, 6 и вспомогательной герметизирующей мембране 5 и несущей стенке 1.

[0060] Конструкция 15 отстойника содержит первый контейнер 16 в контакте с внутренней областью резервуара 71 и второй контейнер 17, окружающий нижнюю часть первого контейнера 16. Первый контейнер 16 непрерывно соединён с основной герметизирующей мембраной 3 посредством металлической закрывающей пластины 23, причём первый контейнер 16 и металлическая закрывающая пластина 23, таким образом, герметично дополняют основную герметизирующую мембрану 3. Подобным образом второй контейнер 17 непрерывно соединён со вспомогательной герметизирующей мембраной 5, которую он, таким образом, герметично дополняет.

[0061] Конкретнее, первый контейнер 16 содержит цилиндрическую боковую стенку 18, чья ось находится под прямыми углами к несущей стенке 1. Нижняя стенка, параллельная несущей стенке 1, закрывает цилиндрическую боковую стенку 18 в её нижней части. Схожим образом второй контейнер 17 содержит цилиндрическую боковую стенку 18, чья ось находится под прямыми углами к несущей стенке 1. Нижняя стенка, параллельная несущей стенке 1, закрывает цилиндрическую боковую стенку 18 второго контейнера 17 в её нижней части. Цилиндрическая боковая стенка 18 второго контейнера 17 окружает цилиндрическую боковую стенку 18 первого контейнера 16 на расстоянии от неё.

[0062] Кроме того, боковая стенка 18 второго контейнера 17 содержит вторую кромку 20, выступающую из боковой стенки 18 вокруг всей последней по направлению к вспомогательной герметизирующей мембране 5. Край вспомогательной герметизирующей мембраны 5, ограничивающий проем 7 во вспомогательной герметизирующей мембране 5, герметично соединён со второй кромкой 20, например, посредством склеивания, причём вторая кромка 20 размещена частично под вспомогательной герметизирующей мембраной, как может быть видно на фиг. 1.

[0063] Боковая стенка 18 первого контейнера 16 содержит первую кромку 19, выступающую из боковой стенки 18 вокруг всей последней по направлению к основной герметизирующей мембране 3.

[0064] Металлическая закрывающая пластина 23 состоит из двух участков, приваренных друг к другу внахлёст. Внутренний край 24 металлической закрывающей пластины 23 герметично приварен, другими словами, с непрерывным сварным валиком, к первой кромке 19 вокруг всей боковой стенки 18 первого контейнера 16. Кроме того, металлическая закрывающая пластина 23 содержит внешний край 25, размещённый под основной герметизирующей мембраной 3 так, чтобы образовывать зону перекрытия, как представлено на фиг. 6. Таким образом, металлическая закрывающая пластина 23 герметично приварена к основной герметизирующей мембране 3 в зоне перекрытия. Однако металлическая закрывающая пластина 23 не прикреплена к основному теплоизолирующему барьеру 4. Металлическая закрывающая пластина 23 имеет представленную в этом варианте осуществления квадратную форму, дополняющую квадратный проём 7 основной герметизирующей мембраны 3. Кроме того, металлическая закрывающая пластина 23 содержит отверстие 26, которое имеет форму, дополняющую первый контейнер 16, для того, чтобы контур отверстия 26, соответствующего внутреннему краю 24 пластины, располагался на первой кромке 19.

[0065] В стенке 2 резервуара пространство, заключённое между несущей стенкой 1 и вспомогательной герметизирующей мембраной 5, представляет собой вспомогательное пространство, содержащее вспомогательный теплоизолирующий барьер 6. В конструкции 15 отстойника пространство, заключённое между вторым контейнером 17 и несущей стенкой 1, также представляет собой вспомогательное пространство. Изоляционные материалы размещены во вспомогательном пространстве конструкции 15 отстойника для дополнения вспомогательной теплоизоляции стенки 2 резервуара в конструкции 15 отстойника. Фактически вспомогательная герметизирующая мембрана 5 и вспомогательный контейнер 17, вероятно, будут контактировать со сжиженным газом в случае случайной утечки в основной герметизирующей мембране 3.

[0066] Подобным образом пространство, заключённое между вспомогательной герметизирующей мембраной 5 и основной герметизирующей мембраной 3, представляет собой основное пространство, содержащее основной теплоизолирующий барьер 4. В конструкции 15 отстойника пространство, заключённое между вторым контейнером 17 и первым контейнером 16, также представляет собой основное пространство. Изоляционные материалы размещены в основном пространстве конструкции 15 отстойника для дополнения основной теплоизоляции стенки 2 резервуара в конструкции 15 отстойника. Фактически основная герметизирующая мембрана 3 и первый контейнер 16 находятся в контакте с ЛПГ при использовании.

[0067] Существуют различные изоляционные материалы, которые могут быть пригодны для такого дополнения основной и вспомогательной теплоизоляции, например, стекловата или каменная вата, пенополимеры, в частности, полиуретан или ПВХ, бальза, фанера и т.п.

[0068] Вспомогательный теплоизолирующий барьер 6 и вспомогательный контейнер 17 расположены на расстоянии друг от друга для того, чтобы образовывать регулировочную трубу 34. В регулировочной трубе 34 вспомогательная герметизирующая мембрана 5 не поддерживается вспомогательным теплоизолирующим барьером 6.

[0069] Как видно путём сравнения фигур 2 и 5, основной теплоизолирующий барьер 4 содержит множество уменьшающих напряжение прорезей 33. Уменьшающие напряжение прорези расположены на одной линии с гофром 9, 10 основной герметизирующей мембраны 3 и позволяют основной герметизирующей мембране 3 деформироваться, не создавая напряжения на основном теплоизолирующем барьере 4. Однако для избежания отсутствия опоры для вспомогательной герметизирующей мембраны 5 в регулировочной трубе 34, где вспомогательная герметизирующая мембрана 5 не поддерживается вспомогательным теплоизолирующим барьером 6, основные изоляционные панели 11 не имеют уменьшающих напряжение прорезей 33 под гофрами 9, 10 основной герметизирующей мембраны 3. Фактически вспомогательная герметизирующая мембрана 5, которая будет расположена между регулировочной трубой и уменьшающей напряжение прорезью, будет подвергаться риску недостаточной защиты от деформаций изгиба основного теплоизолирующего барьера 4, к которому приклеена вспомогательная герметизирующая мембрана 5.

[0070] Фиг. 2 представляет вид сверху нижней стенки 2, где конструкция 15 отстойника и основная герметизирующая мембрана 3 были исключены, чтобы лучше увидеть конструкцию нижней стенки под этими элементами.

[0071] Как представлено на фиг. 2, не свариваемое теплозащитное покрытие 27 расположено между металлической закрывающей пластиной 23 и основным теплоизолирующим барьером 4. Теплозащитное покрытие 27, расположенное под закрывающей пластиной 23, может иметь форму, схожую с формой закрывающей пластины 23, для обеспечения тепловой защиты основных изоляционных панелей, как проиллюстрировано на фиг. 2. Однако теплозащитное покрытие 27 также может иметь размер, превышающий закрывающую пластину 23, как представлено на фиг. 4. Это покрытие может быть изготовлено из композитного материала, как и вышеупомянутая вспомогательная герметизирующая мембрана 5.

[0072] Металлические крепежные пластины 14 закреплены на внутренних поверхностях основных изоляционных панелей 11, например, привинчены или приклепаны, для того, чтобы края гофрированных металлических листов 8 были приварены к крепежным пластинам 14, и чтобы, таким образом, крепить основную герметизирующую мембрану 3 к основному теплоизолирующему барьеру 4. Эти металлические крепёжные пластины 14 проиллюстрированы, в частности, на фигурах 2 и 3.

[0073] Фиг. 3 представляет вид сверху нижней стенки 2, на котором в этот раз была исключена только основная герметизирующая мембрана 3. В связи с этим, на этой фигуре возможно увидеть размещение металлической закрывающей пластины 23 на основном теплоизолирующем барьере 4.

[0074] Фиг. 4 представляет вид в поперечном сечении стенки на фиг. 3, где видно, что металлическая закрывающая пластина 23 в связи с этим поддерживается, с одной стороны, первой кромкой 19 первого контейнера 16, а, с другой стороны, основным теплоизолирующим барьером 4.

[0075] Как представлено на фиг. 5, вид сверху нижней стенки 2 показывает расположение основной герметизирующей мембраны 3 вокруг конструкции 15 отстойника в отдельной зоне.

[0076] В зоне резервуара 71 в стороне от конструкции 15 отстойника, другими словами, отдельной зоне основная герметизирующая мембрана 3 имеет первую последовательность равноудалённых параллельных прямолинейных гофров 9, протяжённых в первом направлении плоскости несущей стенки, и вторую последовательность равноудаленных параллельных прямолинейных гофров 10, протяжённых во втором направлении плоскости несущей стенки. Второе направление находится под прямыми углами к первому направлению так, что две последовательности гофров 9, 10 пересекаются под прямыми углами. Расстояние между двумя смежными гофрами первой последовательности 9 и расстояние между двумя смежными гофрами второй последовательности 10 равны заранее определённому интервалу гофр, представленному символом 28.

[0077] Гофрированные металлические листы 8 имеют прямоугольные формы, чьи стороны параллельны соответственно первому направлению и второму направлению плоскости несущей стенки 1 и чьи размеры по существу равны целым числам, кратным заранее определённому интервалу гофр.

[0078] В отдельной зоне вокруг конструкции 15 отстойника закрывающая пластина 23 ориентирована так, чтобы иметь одну сторону, параллельную первому направлению, и другую сторону, параллельную второму направлению. Более того, каждая сторона закрывающей пластины 23 имеет размер, равный 3 заранее определённым интервалам гофр. Как может быть видно на фиг. 5, закрывающая пластина 23 прерывает два гофра 9 основной герметизирующей мембраны 3 в первом направлении и два гофра 10 основной герметизирующей мембраны 3 во втором направлении.

[0079] Учитывая размер закрывающей пластины 23, конструкция 15 отстойника может прерывать четыре гофра в каждом из направлений, что будет уменьшать гибкость основной герметизирующей мембраны 3 в отдельной зоне. Чтобы избежать этого гофры 9, 10, непосредственно смежные с гофрами, прерываемыми закрывающей пластиной 23, имеют отдельный участок 29, который смещён на некоторое расстояние от закрывающей пластины 23 относительно направляющей указанного гофра за пределы отдельной зоны. Фактически отдельные участки 29 гофр, которые смещены, отклоняются от их направляющей посредством элементов 30 отклонения гофров, которые проиллюстрированы на фиг. 5.

[0080] Кроме того, основная герметизирующая мембрана 3 содержит по обе стороны от закрывающей пластины 23 в первом направлении два прямоугольных гофрированных металлических листа 31 с вырезами, имеющих размер, равный 1 заранее определённый интервал гофр в первом направлении и 7 заранее определённым интервалам гофр во втором направлении. Листы 31 с вырезами симметричны друг другу относительно оси симметрии, параллельной второму направлению, проходящему через центр проёма 7. Листы с вырезами содержат внутренний край, приваренный к закрывающей пластине 23, и вырез 32, образованный для избежания вырезания проёма 7 и для того, чтобы соответствовать форме закрывающей пластины 23 с перекрытием, обеспечивая образование сварного шва между листами с вырезами и закрывающей пластиной. Вырез 32 имеет размер, равный 1 заранее определённому интервалу гофр в первом направлении и размер, равный 3 заранее определённым интервалам гофр во втором направлении.

[0081] Металлические листы 31 с вырезами содержат внешний край, противоположный внутреннему краю с вырезом в первом направлении. Внешний край приварен к смежному гофрированному металлическому листу 8 внахлёст. В сварном шве внешнего края листа 31 с вырезом со смежным гофрированным металлическим листом 8 не свариваемое теплозащитное покрытие 27 размещено на основном теплоизолирующем барьере 4, как может быть видно на фигурах 2 и 3. Фактически лист 31 с вырезом имеет только один гофр 10 во втором направлении из-за его размера. Чтобы позволять этому гофру 10 деформироваться в случае теплового расширения или сжатия, предпочтительно, чтобы лист 31 с вырезом не был прикреплён к основному теплоизолирующему барьеру 4 слишком плотно. Теплозащитное покрытие 27 здесь также действует в качестве защиты от высоких температур сварки для основного теплоизолирующего барьера 4.

[0082] В варианте осуществления, пригодном для менее холодного газа, вспомогательная герметизирующая мембрана и вспомогательный теплоизолирующий барьер могут быть исключены.

[0083] Технология, которая описана выше для создания связи между основной герметизированной мембраной и конструкцией отстойника, также может быть использована вокруг любой другой полой конструкции, протяжённой по толщине в стенке резервуара, например, вокруг газового коллектора или опорного основания, в разных типах резервуаров, например, в резервуаре, имеющем одну герметизированную мембрану, в резервуаре с двойной мембраной для сжиженного природного газа (ЛПГ) в береговой установке или в плавучей конструкции, такой как танкер-метановоз или т.п.

[0084] Со ссылкой на фиг. 6 вид в разрезе танкера-метановоза 70 показывает герметичный и изолированный резервуар 71 в общем, призматической формы, установленный в двойном корпусе 72 судна. Стенка резервуара 71 содержит основной герметизированный барьер, предназначенный находиться в контакте с ЛПГ, содержащимся в резервуаре, вспомогательный герметизированный барьер, расположенный между основным герметизированным барьером и двойным корпусом 72 судна, и два изоляционных барьера, расположенных соответственно между основным герметизированным барьером и вспомогательным герметизированным барьером и между вспомогательным герметизированным барьером и двойным корпусом 72.

[0085] Как известно, само по себе, погрузочно-разгрузочные трубопроводы 73, расположенные на верхней палубе судна, могут быть соединены посредством подходящих соединителей с морским или портовым терминалом для транспортировки груза ЛПГ из резервуара 71 или в резервуар 71.

[0086] Фиг. 6 представляет пример морского терминала, содержащего погрузочно-разгрузочную станцию 75, подводную линию 76 и береговую установку 77. Погрузочно-разгрузочная станция 75 представляет собой стационарную прибрежную установку, содержащую подвижную стрелу 74 и колонну 78, которая поддерживает подвижную стрелу 74. Подвижная стрела 74 удерживает связку изолированных гибких труб 79, которые могут быть соединены с погрузочно-разгрузочными трубопроводами 73. Ориентируемая подвижная стрела 74 адаптируется ко всем моделям танкера-метановоза. Соединительная линия, которая не представлена, проходит внутри колонны 78. Погрузочно-разгрузочная станция 75 позволяет осуществлять загрузку и разгрузку танкера-метановоза 70 с береговой установки 77 или в береговую установку 77. Последняя содержит резервуары 80 для хранения сжиженного газа и соединительные линии 81, связанные подводной линией 76 с погрузочно-разгрузочной станцией 75. Подводная линия 76 обеспечивает транспортировку сжиженного газа между погрузочно-разгрузочной станцией 75 и береговой установкой 77 на большое расстояние, например, 5 км, что позволяет удерживать танкер-метановоз 70 на большом расстоянии от берега во время погрузочно-разгрузочных операций.

[0087] Для генерации давления, необходимого для транспортировки сжиженного газа, используются насосы, встроенные в судно 70, и/или насосы, которыми оснащена береговая установка 77, и/или насосы, которыми оснащена погрузочно-разгрузочная станция 75.

[0088] Несмотря на то, что изобретение было описано в связи с несколькими особыми вариантами осуществления, совершенно очевидно, что оно никоим образом не ограничено ими и что оно охватывает все технические эквиваленты описанных средств и их комбинаций при условии, что они находятся в пределах контекста изобретения.

[0089] Использование глаголов «содержать» или «включать в себя» и их сопряжённых форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от тех, которые изложены в пункте формулы изобретения.

[0090] В формуле изобретения любая ссылочная позиция в круглых скобках не должна интерпретироваться как ограничение пункта формулы изобретения.

Группа изобретений относится к герметичному и теплоизоляционному резервуару. Резервуар содержит нижнюю стенку (2), прикреплённую к несущей стенке (1), причём нижняя стенка (2) содержит герметизированную мембрану (3), содержащую множество приваренных гофрированных металлических листов. Резервуар содержит теплоизолирующий барьер (4), причём герметизированную мембрана (3) и теплоизолирующий барьер (4) прерываются в отдельной зоне проёмом (7). Резервуар содержит полую конструкцию (15), вставленную в проём (7), и полая конструкция (15) расположена по всей толщине стенки (2) резервуара. Резервуар (71) содержит металлическую закрывающую пластину (23), и металлическая закрывающая пластина (23) содержит внутренний край (24), приваренный вокруг всей полой конструкции (15). Металлическая закрывающая пластина (23) содержит внешний край (25), размещённый под уплотнительной мембраной (3) так, чтобы образовывать зону перекрытия, при этом металлическая закрывающая пластина (23) герметично сварена с уплотнительной мембраной (3) в зоне перекрытия и металлическая закрывающая пластина (23) остаётся свободной относительно теплоизолирующего барьера (4). Техническим результатом является улучшение крепления герметизирующей мембраны к полой жёсткой конструкции и, в частности, конструкции отстойника, паровому коллектору или опоре. 4 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Герметичный и теплоизолированный резервуар (71) для хранения сжиженного газа, причём резервуар (71) содержит стенку (2) резервуара, прикреплённую к несущей стенке (1), стенка резервуара содержит конструкцию с множеством слоёв, наложенных друг на друга в направлении толщины, включающих в себя по меньшей мере одну герметизирующую мембрану (3) и по меньшей мере один теплоизолирующий барьер (4), расположенный между несущей стенкой и герметизирующей мембраной (3),

герметизирующая мембрана (3) содержит множество гофрированных металлических листов (8), герметично приваренных друг к другу,

теплоизолирующий барьер (4) содержит множество расположенных рядом изоляционных панелей (11), каждая из которых имеет внутреннюю поверхность, которая образует опорную поверхность (13) для герметизирующей мембраны (3), причём герметизирующая мембрана (3) и теплоизолирующий барьер (4) прерываются в отдельной зоне проёмом (7),

металлические крепёжные пластины (14) закреплены на внутренних поверхностях изоляционных панелей (11), а гофрированные металлические листы (8) имеют края, приваренные к крепёжным пластинам (14), для удержания герметизирующей мембраны (3) на опорной поверхности (13),

причём резервуар содержит полую конструкцию (15), вставленную в проем (7), и полая конструкция (15) расположена по всей толщине стенки (2) резервуара,

резервуар (71) содержит металлическую закрывающую пластину (23), и металлическая закрывающая пластина (23) содержит внутренний край (24), приваренный вокруг всей полой конструкции (15), металлическая закрывающая пластина (23) содержит внешний край (25), размещённый под герметизирующей мембраной (3) так, чтобы образовывать зону перекрытия, при этом

металлическая закрывающая пластина (23) герметично сварена с герметизирующей мембраной (3) в зоне перекрытия и металлическая закрывающая пластина (23) остаётся свободной относительно теплоизолирующего барьера (4).

2. Резервуар по п. 1, содержащий не свариваемое теплозащитное покрытие (27), расположенное между металлической закрывающей пластиной (23) и теплоизолирующим барьером (4) по меньшей мере в зоне, где герметизирующая мембрана (3) покрывает закрывающую пластину (23), для избежания разрушения внутренней поверхности изоляционных панелей (11) вследствие выполнения сварного шва между металлической закрывающей пластиной (23) и герметизирующей мембраной (3).

3. Резервуар по п. 1 или 2, в котором полая конструкция представляет собой конструкцию (15) отстойника, причём конструкция (15) отстойника содержит жёсткий контейнер (16), содержащий боковую стенку (18) и кромку (19), выступающую наружу из контейнера (16) вокруг всей боковой стенки (18), причём внутренний край (24) металлической закрывающей пластины (23) приварен к кромке (19) контейнера (16) вокруг всей боковой стенки (18) контейнера (16).

4. Резервуар по п. 3, в котором контейнер (16) имеет цилиндрическую форму, проём (7) герметизирующей мембраны (3) имеет квадратную форму, и в котором закрывающая пластина (23) имеет квадратную форму с размером стороны закрывающей пластины (23), превышающим размер стороны проёма (7), причём закрывающая пластина (23) содержит отверстие, образованное так, чтобы дополнять форму контейнера (16).

5. Резервуар по одному из пп. 1-4, в котором в зоне резервуара в стороне от отдельной зоны герметизирующая мембрана (3) имеет первую последовательность равноудалённых параллельных прямолинейных гофров (9), протяжённых в первом направлении плоскости несущей стенки, и вторую последовательность равноудалённых параллельных прямолинейных гофров (10), протяжённых во втором направлении плоскости несущей стенки, причём второе направление находится под прямыми углами к первому направлению, а расстояние между двумя смежными гофрами первой последовательности (9) и расстояние между двумя смежными гофрами второй последовательности (10) равны заранее определённому интервалу (28) гофров.

6. Резервуар по п. 5, в котором гофрированные металлические листы (8) имеют прямоугольные формы, чьи стороны параллельны соответственно первому направлению и второму направлению плоскости несущей стенки и чьи размеры по существу равны целым числам, кратным заранее определенному интервалу (28) гофров, причём каждый край гофрированного металлического листа (8) расположен между двумя смежными гофрами, параллельными упомянутому краю.

7. Резервуар по п. 6, в котором закрывающая пластина (23) ориентирована так, чтобы иметь одну сторону, параллельную первому направлению, и другую сторону, параллельную второму направлению, причём каждая сторона имеет размер, равный 3 заранее определенным интервалам (28) гофров, и закрывающая пластина (23) прерывает два гофра герметизирующей мембраны (3) в первом направлении и два гофра герметизирующей мембраны (3) во втором направлении.

8. Резервуар по одному из пп. 5-7, в котором в отдельной зоне гофр, непосредственно смежный с гофром, прерываемым закрывающей пластиной (23), имеет особый участок (29), который смещён в сторону от закрывающей пластины (23) относительно направляющей указанного гофра за пределы особой зоны для того, чтобы не прерываться закрывающей пластиной (23).

9. Резервуар по одному из пп. 5-8, в котором герметизирующая мембрана (3) содержит по обе стороны от закрывающей пластины (23) в первом направлении два прямоугольных гофрированных металлических листа (31) с вырезами размера, равного 1 заранее определённому интервалу гофров в первом направлении и 7 заранее определённым интервалам гофров во втором направлении, причем упомянутые листы (31) с вырезами симметричны друг другу относительно оси симметрии, параллельной второму направлению, проходящему через центр проёма (7), и каждый лист (31) с вырезом содержит внутренний край, приваренный к закрывающей пластине (23) и содержащий вырез (32), образованный для избежание вырезания проёма (7), причём упомянутый вырез (32) равен заранее определенному интервалу (28) гофров в первом направлении и втрое превышает заранее определенный интервал (28) гофров во втором направлении для того, чтобы внутренний край с вырезом проходил вдоль проёма (7).

10. Резервуар по п. 9, в котором каждый лист (31) с вырезом содержит внешний край, противоположный внутреннему краю с вырезом в первом направлении, причём внешний край приварен к смежному гофрированному металлическому листу (8) внахлёст и в сварном шве внешнего края листа (31) с вырезом со смежным гофрированным металлическим листом (8) резервуар содержит не свариваемое теплозащитное покрытие (27) на теплоизолирующем барьере (4).

11. Резервуар по п. 2 или 10, в котором теплозащитное покрытие (27) изготовлено из композитного материала, содержащего по меньшей мере один слой стекловолокна, прикреплённого к алюминиевому листу.

12. Резервуар по одному из пп. 1-11, в котором герметизирующая мембрана (3) представляет собой основную герметизирующую мембрану, теплоизолирующий барьер (4) представляет собой основной теплоизолирующий барьер, а изоляционные панели (11) представляют собой основные изоляционные панели, стенка резервуара содержит вспомогательный теплоизолирующий барьер (6), расположенный на несущей стенке, и также содержит вспомогательную герметизирующую мембрану (5), расположенную между вспомогательным теплоизолирующим барьером (6) и основным теплоизолирующим барьером (4), причём вспомогательная герметизирующая мембрана (5) и вспомогательный теплоизолирующий барьер (6) прерываются в отдельной зоне проёмом (7).

13. Резервуар по пп. 3 и 12 в сочетании, в котором контейнер (16) представляет собой основной контейнер, кромка (19) представляет собой первую кромку, а конструкция (15) отстойника содержит жёсткий вспомогательный контейнер (17), окружающий основной контейнер (16), так, что нижняя часть основного контейнера (16) расположена во вспомогательном контейнере (17), вспомогательный контейнер (17) содержит боковую стенку (18) и вторую кромку (20), выступающую наружу из вспомогательного контейнера (17) вокруг всей боковой стенки (18) вспомогательного контейнера (17),

вторая кромка (20) вспомогательного контейнера (17) протяжена в плоскости, совпадающей с плоскостью, образованной вспомогательной герметизирующей мембраной (5), причём вторая кромка (20) выполнена с возможностью герметичного крепления к вспомогательной герметизирующей мембране (5).

14. Резервуар по п. 13, в котором в отдельной зоне вспомогательный теплоизолирующий барьер (6) и вспомогательный контейнер (16) конструкции (15) отстойника отделены друг от друга регулировочной трубой (34) и в котором основной теплоизолирующий барьер содержит уменьшающие напряжение прорези (33), причём по меньшей мере некоторые из уменьшающих напряжение прорезей (33) основного теплоизолирующего барьера (4) прерываются в отдельной зоне на одной линии с регулировочной трубой (34).

15. Судно (70) для транспортировки холодного жидкого продукта, содержащее двойной корпус (72) и резервуар по любому из пп. 1-14, расположенный в двойном корпусе (72).

16. Система транспортировки холодного жидкого продукта, содержащая судно (70) по п. 15, изолированные трубопроводы (73, 79, 76, 81), расположенные так, чтобы связывать резервуар (71), установленный в корпусе судна, с плавучей или береговой установкой (77) для хранения, и насос для приведения в движение потока холодного жидкого продукта по изолированным трубопроводам из плавучей или береговой установки для хранения в резервуар судна или в плавучую или береговую установку для хранения из резервуара судна.

17. Способ загрузки или разгрузки судна (70) по п. 15, в котором холодный жидкий продукт транспортируют по изолированным трубопроводам (73, 79, 76, 81) из плавучей или береговой установки (77) для хранения в резервуар (71) судна или в плавучую или береговую установку (77) для хранения из резервуара (71) судна.